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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380031829.1(22)申请日 2013.04.1661/625,491 2012.04.17 US13/863,659 2013.04.16 USG21C 15/25(2006.01)(71)申请人 巴布科克和威尔科克斯 M 能量股份有限公司地址 美国北卡罗来纳州(72)发明人 SJ夏高茨 MW阿莱斯MS贝托德(74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公司 31100代理人 李丹丹(54) 发明名称带有紧凑上部堆内构件组件的一体式压水反应堆(57) 摘要一种一体式压水反应堆 (PWR) 包括 ：圆柱形压力容器，其包括由中凸。
2、缘联结的上容器部段和下容器部段；圆柱形中心立管，其同心地安置于圆柱形压力容器内并且包括安置于上容器部段中的上立管部段和安置于下容器部段中的下立管部段；蒸汽发生器，其安置于圆柱形压力容器中在上容器部段中；反应堆堆芯，其包括安置于圆柱形压力容器中下容器部段中的裂变材料；以及，控制棒驱动机构 (CRDM) 单元，其安置于圆柱形压力容器内侧在反应堆堆芯上方并且在下容器部段中。在蒸汽发生器与CRDM单元之间并不存在竖直重叠。(30)优先权数据(85)PCT国际申请进入国家阶段日2014.12.16(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/036756 2013.04.16(87)PCT国际申。
3、请的公布数据WO2013/158623 EN 2013.10.24(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书3页 说明书7页 附图6页(10)申请公布号 CN 104488035 A(43)申请公布日 2015.04.01CN 104488035 A1/3 页21.一种设备，包括 ：圆柱形压力容器，所述圆柱形压力容器包括由中凸缘联结的上容器部段和下容器部段；圆柱形中心立管，所述圆柱形中心立管同心地安置于所述圆柱形压力容器内并且包括安置于所述上容器部段中的上立管部段和安置于所述下容器部段中的下立管部段 ；反应堆堆芯，所述反应堆堆芯包括安置于所述圆柱形。
4、压力容器中所述下容器部段中的裂变材料 ；以及控制棒驱动机构 (CRDM) 单元，所述控制棒驱动机构单元对控制棒到所述反应堆堆芯内的插入进行控制，所述 CRDM 单元安置于所述圆柱形压力容器内侧在所述反应堆堆芯上方并且在所述下容器部段中，在所述上容器部段与所述 CRDM 单元之间并不存在竖直重叠。2.根据权利要求 1 所述的设备，其特征在于，还包括 ：蒸汽发生器，所述蒸汽发生器安置于所述圆柱形压力容器中并且完全在所述上容器部段中。3.根据权利要求 2 所述的设备，其特征在于，所述蒸汽发生器固定到所述上容器部段使得所述上容器部段和蒸汽发生器能作为一单元提升。4.根据权利要求 1 所述的设备，其特征。
5、在于，所述圆柱形中心立管还包括 ：立管过渡部段，所述立管过渡部段安置于所述上立管部段与所述下立管部段之间，所述立管过渡部段连接到所述中凸缘。5.根据权利要求 4 所述的设备，其特征在于，还包括 ：角撑板，所述角撑板将所述立管过渡部段连接到所述中凸缘，所述角撑板具有焊接到所述中凸缘上的第一端和焊接到所述立管过渡部段上的第二端。6.根据权利要求 5 所述的设备，其特征在于，将所述立管过渡部段连接到所述中凸缘的所述角撑板向下成角度使得所述立管过渡部段安置于所述中凸缘下方。7.根据权利要求 5 所述的设备，其特征在于，还包括 ：CRDM支承板，所述CRDM支承板安置于所述立管过渡部段下方并且支承所述C。
6、RDM单元 ；以及拉杆，所述拉杆使所述 CRDM 支承板从所述中凸缘悬挂。8.根据权利要求 7 所述的设备，其特征在于，所述拉杆的上端与所述立管过渡部段连接以使所述 CRDM 支承板从所述中凸缘经由所述立管过渡部段和所述角撑板悬挂。9.根据权利要求 7 所述的设备，其特征在于，还包括 ：引导框架，所述引导框架安置于所述 CRDM 单元与所述反应堆堆芯之间并且引导控制棒到所述反应堆堆芯内 ；下吊板，所述下吊板支承所述引导框架 ；以及下拉杆，所述下拉板使所述下吊板从所述 CRDM 支承板悬挂。10.根据权利要求 7 所述的设备，其特征在于，还包括 ：引导框架，所述引导框架安置于所述 CRDM 单元。
7、与所述反应堆堆芯之间并且引导控制棒到所述反应堆堆芯内 ；以及下吊板，所述下吊板支承所述引导框架 ；以及其中所述拉杆还与所述下吊板连接使得所述下吊板也由所述拉杆从所述中凸缘悬挂。权 利 要 求 书CN 104488035 A2/3 页311.根据权利要求 7 所述的设备，其特征在于，还包括 ：能量递送布线，其包括下列中的至少一个 ：(1) 穿过所述中凸缘的电气馈通和从所述电气馈通延伸到所述 CRDM 单元以向所述CRDM 单元传导电力的矿物绝缘 (MI) 缆线 ；以及(2) 穿过所述中凸缘的液压馈通和从所述液压馈通延伸到所述 CRDM 单元以向所述CRDM 传导液压动力的液压缆线。12.根据权利。
8、要求 11 所述的设备，其特征在于，所述能量递送布线的 MI 缆线和液压缆线中的至少一个嵌入于或固定到所述 CRDM 支承板使得所述 CRDM 支承板为能量分配板。13.根据权利要求 4 所述的设备，其特征在于，还包括 ：环形泵板，所述环形泵板具有与所述中凸缘连接的外圆形周边和与所述立管过渡部段连接的内圆形周边 ；以及反应堆冷却剂泵，所述反应堆冷却剂泵完全安置于所述圆柱形压力容器内侧并且安装到所述环形泵板上。14.根据权利要求 1 所述的设备，其特征在于，还包括 ：反应堆冷却剂泵，所述反应堆冷却剂泵安装于所述上压力容器上。15.一种结合权利要求 1 的设备执行的方法，所述方法包括 ：使所述上容。
9、器部段与所述中凸缘断开连接 ；以及移除所述上容器部段，而不在所述 CRDM 单元的任何部分上方提起所述上容器部段。16.根据权利要求 15 所述的方法，其特征在于，还包括 ：使所述中凸缘与所述下容器部段断开连接 ；以及从所述下容器部段移除所述中凸缘和所述 CRDM 单元，其中所述 CRDM 单元从所述中凸缘悬挂。17.一种设备，包括 ：圆柱形压力容器，所述圆柱形压力容器包括由中凸缘联结的上容器部段和下容器部段；圆柱形中心立管，所述圆柱形中心立管同心地安置于所述圆柱形压力容器内并且包括安置于所述上容器部段中的上立管部段和安置于所述下容器部段中的下立管部段 ；蒸汽发生器，所述蒸汽发生器安置于所述圆。
10、柱形压力容器中在所述上容器部段中 ；反应堆堆芯，所述反应堆堆芯包括安置于所述圆柱形压力容器中所述下容器部段中的裂变材料 ；以及控制棒驱动机构 (CRDM) 单元，所述控制棒驱动机构单元安置于所述圆柱形压力容器内侧在所述反应堆堆芯上方并且在所述下容器部段中 ；其中在所述蒸汽发生器与所述 CRDM 单元之间并不存在竖直重叠。18.根据权利要求 17 所述的设备，其特征在于，所述蒸汽发生器固定到所述上容器部段使得所述上容器部段和蒸汽发生器能作为一单元提升。19.根据权利要求 17 所述的设备，其特征在于，所述圆柱形中心立管还包括 ：立管过渡部段，所述立管过渡部段安置于所述上立管部段与所述下立管部段之。
11、间，所述立管过渡部段焊接到所述中凸缘。20.根据权利要求 19 所述的设备，其特征在于，还包括 ：权 利 要 求 书CN 104488035 A3/3 页4角撑板，所述角撑板大体上从所述中凸缘向下朝向所述立管过渡部段延伸，所述角撑板具有分别焊接到所述中凸缘和所述立管过渡部段的相反端部。21.根据权利要求 17 所述的设备，其特征在于，还包括 ：CRDM 支承板，所述 CRDM 支承板支承所述 CRDM 单元 ；其中所述 CRDM 支承板由拉杆直接地或间接地从所述中凸缘悬挂。22.根据权利要求 21 所述的设备，其特征在于，所述圆柱形中心立管还包括 ：立管过渡部段，所述立管过渡部段安置于所述上立。
12、管部段与所述下立管部段之间，所述立管过渡部段由角撑板焊接到所述中凸缘，并且所述拉杆的上端连接到所述立管过渡部段。23.根据权利要求 21 所述的设备，其特征在于，还包括 ：引导框架，所述引导框架安置于所述 CRDM 单元与所述反应堆堆芯之间 ；以及下吊板，所述下吊板支承所述引导框架 ；其中所述下吊板由拉杆直接地或间接地从所述中凸缘悬挂。24.根据权利要求 23 所述的设备，其特征在于，还包括 ：下拉杆，所述下拉杆使所述下吊板直接从所述 CRDM 支承板悬挂。25.根据权利要求 21 所述的设备，其特征在于，还包括 ：能量递送布线，所述能量递送布线包括下列中的至少一个 ：(1) 穿过所述中凸缘的。
13、电气馈通和从所述电气馈通延伸到所述 CRDM 单元以向所述CRDM 单元传导电力的矿物绝缘 (MI) 缆线 ；以及(2) 穿过所述中凸缘的液压馈通和从所述液压馈通延伸到所述 CRDM 单元以向所述CRDM 传导液压动力的液压缆线 ；其中所述中凸缘、CRDM 支承板、CRDM 单元和能量递送布线能作为从所述中凸缘悬挂的一单元提升，而不会使所述缆线与所述馈通断开连接并且无需使所述缆线与所述 CRDM 单元断开连接。26.根据权利要求 25 所述的设备，其特征在于，所述 CRDM 支承板限定用于能量递送布线的能量分配板。权 利 要 求 书CN 104488035 A1/7 页5带有紧凑上部堆内构件组。
14、件的一体式压水反应堆0001 本申请要求在2012年4月17日提交的美国临时申请第61/625,491号的权益。在2012年4月17日提交的美国临时申请第61/625,491号以全文引用的方式并入到本申请的说明书中。0002 背景0003 下文涉及核能领域、核反应控制领域和相关领域。0004 压水反应堆(PWR)设计具有优于其它轻水反应堆设计诸如沸水反应堆(BWR)设计的某些益处。例如，PWR 并不在反应堆容器的上部中包括复杂的蒸汽分隔硬件。在常规 PWR设计中，这允许控制棒组件 (CRA) 穿过压力容器的顶部贯穿反应堆，其中控制棒驱动机构(CRDM) 单元在外部安装于压力容器上方。在这种布置。
15、中，传递连接杆的容器贯穿件出现在压力容器顶部，而在 BWR 设计中，这种贯穿件处于压力容器底部，并且在某些设计中，甚至在反应堆堆芯本身下方。0005 在某些计划小模块化反应堆(SMR)设计中，设想到通过将整个CRDM单元定位于压力容器内侧而改进常规反应堆设计。参看 Stambaugh 等人，美国公开第 2010/0316177 A1号 ；Desantis，美国公开第 2011/0222640 A1 号 ；Stambaugh 等人 WO 2010/144563 A1 ；以及Thome 等人，美国公开第 2010/0316181 A1 号，这些全都以全文引用的方式并入到本文中。这种布置完全排除了机。
16、械容器贯穿件，由用于驱动内部CRDM单元的电气和/或液压贯穿件来替换它们。在某些这样的 SMR 设计中，还设想到采用所谓的“一体式”PWR 构造，其中，蒸汽发生器也位于压力容器内侧。参看 Thome 等人，美国公开第 2010/0316181 A1 号，其以全文引用的方式并入到本文中。0006 带有内部 CRDM 单元的一体式 PWR 将大量部件置于压力容器内部。内部蒸汽发生器需要具有充分的高度以可控制地将进入的给水转变为蒸汽。控制棒系统必须也具有充分的高度 ：CRDM 单元的马达必须至少位于反应堆堆芯上方的控制棒的整个长度上以允许杆完全缩回，并且类似的空隙必须设置于马达上方以在控制棒完全缩回。
17、时容纳连接杆。0007 以全文引用的方式并入到本文中的 Thome 等人，美国公开第 2010/0316181 A1 号利用由降液管环形空间包围的中心立管的常规布置来实现包括内部 CRDM 单元的紧凑一体式 PWR 构造。蒸汽蒸发器位于降液管环形空间中，而 CRDM 单元位于中心立管内侧。这允许在蒸汽发生器与 CRDM 单元之间显著的竖直重叠，提供更紧凑的 SMR 设计。发明内容0008 在本公开的一方面，一种设备包括 ：圆柱形压力容器，其包括由中凸缘联结的上容器部段和下容器部段 ；圆柱形中心立管，其同心地安置于圆柱形压力容器内并且包括安置于上容器部段中的上立管部段和安置于下容器部段中的下立管。
18、部段 ；反应堆堆芯，其包括安置于圆柱形压力容器中下容器部段中的裂变材料 ；以及，控制棒驱动机构 (CRDM) 单元，其对控制棒到反应堆堆芯内的插入进行控制。CRDM单元安置于圆柱形压力容器内侧反应堆堆芯上方并且在下容器部段中，在上容器部段与 CRDM 单元之间并不存在竖直重叠。0009 在本公开的另一方面，一种设备包括 ：圆柱形压力容器，其包括由中凸缘联结的上说 明 书CN 104488035 A2/7 页6容器部段和下容器部段 ；圆柱形中心立管，其同心地安置于圆柱形压力容器内并且包括安置于上容器部段中的上立管部段和安置于下容器部段中的下立管部段 ；蒸汽发生器，其安置于圆柱形压力容器中在上容器。
19、部段中 ；反应堆堆芯，其包括安置于圆柱形压力容器中下容器部段中的裂变材料 ；以及，控制棒驱动机构 (CRDM) 单元，其安置于圆柱形压力容器内侧在反应堆堆芯上方并且在下容器部段中。在蒸汽发生器与 CRDM 单元之间并不存在竖直重叠。0010 在本公开的另一方面，本发明公开了一种方法，其合适地结合前两段中任一段的设备来执行。该方法包括 ：使上容器部段与中凸缘断开连接 ；以及移除上容器部段，而不将上容器部段在CRDM单元的任何部分上方提起。该方法还可包括 ：使中凸缘与下容器部段断开连接 ；以及，从下容器部段移除中凸缘和 CRDM 单元，其中 CRDM 单元从中凸缘悬挂。附图说明0011 本发明可以。
20、呈现各种部件和部件的布置，和各种过程操作和过程操作的布置。附图只是出于说明优选实施例的目的并且不应被理解为限制本发明。0012 图1图解示出了一体式压水反应堆(PWR)的侧视截面图，一体式压水反应堆(PWR)包括反应堆堆芯，反应堆堆芯包括安置于压力容器中的裂变材料，其中上部堆内构件包括内部控制棒驱动机构 (CRDM) 单元和以悬挂方式从压力容器的中凸缘安装的控制棒引导框架。0013 图 2 和图 3 分别示出了图 1 的一体式 PWR 的中凸缘和悬挂上部堆内构件的立体图和侧视图。0014 图 4 示出了图 1 的一体式 PWR 的下容器部段和中凸缘的立体图，其中移除了上容器部段。0015 图 。
21、5 示出了从图 1 的一体式 PWR 的下容器部段提出的中凸缘和悬挂上部堆内构件的立体图。0016 图 6 和图 7 分别示出了替代实施例的图 1 的一体式 PWR 的中凸缘和悬挂上部堆内构件的立体图和侧视图，其中图1所示的反应堆冷却剂泵(PCR)被安装于中凸缘的内部RCP替换。具体实施方式0017 本发明公开了一种小型模块式反应堆 (SMR) 设计，其采用具有内部控制棒驱动机构 (CRDM) 单元的一体式压水反应堆 ( 一体式 PWR) 构造。本文所公开的方案提供显著的操作益处。所公开的一体式 PWR 设计并不包括在 ( 一方面 ) 蒸汽发生器或上容器与 ( 另一方面)位于下容器中的CRDM。
22、单元之间的任何竖直重叠。所公开的设计在下列内形成了完整的分隔部件 ：(1) 上容器部段，其包括蒸汽发生器但不包括 CRDM 单元 ；以及 (2) 下容器部段，其包括 CRDM 单元，但并不包括蒸汽发生器。蒸汽发生器并不向下延伸到下容器内，并且相反地 CRDM 单元并不向上延伸到上容器内。0018 这种公开的构造具有显著益处。在打开反应堆容器用于再加燃料、维护、检查或其它目的期间，包括蒸汽发生器的上容器部段可以被提起并且在侧向移动，而不使之升高到CRDM 单元的重叠部分上方。这允许减小安全壳结构的高度。另外，通过将 CRDM 单元完全放说 明 书CN 104488035 A3/7 页7置于下容器。
23、中，与上容器相比，更多的总容器高度可以由下容器容纳。换言之，对于给定总压力容器高度，所公开的设计允许下容器被制成相对更高并且上容器被制成相对更短。减小的上容器高度也转变为减小的重量，这进一步便于上容器移除。0019 在再加燃料期间，上部堆内构件 ( 包括内部 CRDM 单元和控制棒引导框架 ) 必须被移除以获得到位于下容器部段底部处或附近的反应堆堆芯的通路。所公开的构造将上部堆内构件从“中凸缘”悬挂，“中凸缘”位于上部堆内构件上方并且在上容器部段与下容器部段之间的接合部。利用这种构造并且在移除了上容器部段之后，起重机或其它机器人升降设备可以与中凸缘连接并且将上部堆内构件作为从中凸缘悬挂的整体式。
24、单元从下容器提出以便从上方提供到反应堆堆芯的通路。由于上部堆内构件从中凸缘 ( 其提供用于提出上部堆内构件的锚固点 ) 悬挂并且在中凸缘下方悬吊，并不存在上部堆内构件倾斜的趋势。0020 在某些实施例中，使用于 CRDM 单元的所有能量和控制线路穿过中凸缘。在此情况下，当从下容器提出上部堆内构件时，从中凸缘伸展到 CRDM 的内部连接件可以保持连接。实际上，如果可以提供专用的机器人组件，那么，可以提出上部堆内构件并且使上部堆内构件移动到安全壳内的储存 / 维护舱并且可以检查和执行任何指示的维护，同时上部堆内构件保持连接到用于其移除的机器人组件。0021 参考图 1，说明性一体式 PWR 包括圆。
25、柱形压力容器，圆柱形压力容器包括由中凸缘10 联结的上容器部段 6 和下容器部段 8。圆柱形中心立管同心地安置于圆柱形压力容器内侧并且包括安置于上容器部段 6 中的上立管部段 12、安置于下容器部段 8 中的下立管部段14 以及连接上立管部段 12 与下立管部段 14 的立管过渡部件 16。为了区分这些部件，上立管部段12和下立管部段14在图1中以虚线示出，而立管过渡部段16在图1中以实线示出。立管过渡部段 16 连接到中凸缘 10，在说明性实施例中由角撑板 20 连接，角撑板 20 具有焊接到中凸缘 10 上的第一端和焊接到立管过渡部段 16 上的第二端。在说明性实施例中，角撑板 20 向下。
26、成角度使得立管过渡部段 16 安置于中凸缘 10 下方。0022 如本文所用的修饰词“圆柱形”用于表示大体上圆柱形元件，并且允许与数学上的完全圆柱有一些偏差。例如，图 1 的说明性压力容器具有大体上比下容器部段 8 更窄的上容器部段6，其中上容器部段6在其与中凸缘10的连接处扩大。类似地，说明性上立管部段12 具有比下立管部段 14 更小的直径，并且立管过渡部段 16 包括截头圆锥部分以适应这种直径差异。此外，圆柱形压力容器包括各种容器贯穿件和与完全圆柱形的其它偏差。0023 如本文所用的术语“竖直”和对于“上方”和“下方”的提及假定压力容器“竖直”定位成上容器部段 6 在下容器部段 8 上方。
27、。这些短语旨在涵盖与完全竖直取向的某些倾斜或偏差。0024 继续参考图1，上容器部段6包含安置于圆柱形压力容器内侧的蒸汽发生器24。在说明性示例中，蒸汽发生器 24 完全在上容器部段 6 中并且不伸入到中凸缘 10 或下容器部段 8 内。蒸汽发生器 24 并未被详细地示出，而是可以具有各种构造，诸如螺旋形构造 ( 参看Thome等人，美国公开第2010/0316181 A1号，其以全文引用的方式并入到本文中)，选配地包括下内部节能器部分的单程直管蒸汽发生器 (OTSG) 构造等。蒸汽发生器 24 在压力容器内部，并且PWR被称作一体式PWR。在说明性实施例中，蒸汽发生器24固定到上容器部段6 。
28、使得上容器部段 6 和蒸汽发生器 24 可以作为一单元被提升 ( 一旦分离了将上容器部段 6固定到中凸缘 10 上的螺栓或其它紧固件 )。因为蒸汽发生器 24 完全在上容器部段 6 中并说 明 书CN 104488035 A4/7 页8且不伸入到中凸缘 10 或下容器部段 8 内，上容器 / 蒸汽发生器单元无需升高到任何特定高度以在侧向移动被提升的组件之前将蒸汽发生器从下容器提出。0025 说明性上容器部段6还包括最上部26，最上部26限定内部加压器并且可能包括压力控制部件，诸如喷洒器、电阻加热器等。替代地，可以设置外部加压器并且将其与压力容器经由合适管路在操作上连接以便控制在压力容器内侧的压。
29、力。应理解一体式 PWR 的压力容器包含反应堆堆芯30，反应堆堆芯30包括安置于下容器部段8中在圆柱形压力容器内侧并且优选地在下容器部段 8 底部处或附近的诸如235U 的裂变材料。还应理解一体式 PWR 的压力容器包含呈过冷状态的主冷却剂水，主冷却剂水填充压力容器的内部体积，除了在内部加压器体积 26 中的蒸汽泡之外 ( 这种蒸汽泡也是主冷却剂水，但呈蒸汽状态 )。主冷却剂水在包括“热支路”的回路中流动，“热支路”从反应堆堆芯 30 向上流动，上升穿过中心立管，从上立管部段 12 的上端排放 ；排放的主冷却剂水然后通过返回“冷支路”通过限定于中心立管与压力容器的内圆柱形表面之间的降液管环形空。
30、间流动。在说明性一体式 PWR 中，冷支路包括蒸汽发生器24，并且主冷却剂向下流动穿过蒸汽发生器管(即，流过“管侧”)或者替代地沿着管外侧向下流动 ( 即，流过“壳侧”)。在冷支路中的主冷却剂向下流到中心立管的底部，在那里，其再次反向并且再次进入反应堆堆芯 30 以完成主冷却剂流动回路。在图 1 的说明性示例中，给水向上流动在壳侧 ( 如果主冷却剂流过管侧 ) 或管侧 ( 如果主冷却剂流过壳侧)穿过蒸汽发生器24。来自蒸汽发生器24中的主冷却剂的热加热给水，将其转变为蒸汽。设置给水入口和蒸汽出口和选配的给水和蒸汽增压室 ( 并未示出的特征 ) 以使给水流入到蒸汽发生器 24 内并且从蒸气发生器。
31、 24 提取蒸汽。0026 循环通过热支路和冷支路的主冷却剂流动经由反应堆堆芯 30 输出的热所驱动的自然对流进行。可选地，设置反应堆冷却剂泵 (RCP) 以辅助或驱动主冷却剂流动。在说明性图 1 中，RCP 32 安置于上容器部段 6 的顶部附近。说明性 RCP 32 具有位于压力容器外部的泵马达 34，并且驱动轴 36 穿过上容器部段 6 中的容器贯穿件来操作性地连接马达 34 与叶轮 38，叶轮 38 接合在压力容器内侧的主冷却剂。RCP 32 可选配地包括另外的部件 ( 未图示 ) 或者与另外的部件相关联，诸如包围叶轮 38 以限定泵流动的泵外壳、分隔叶轮 38 的吸入侧和排放侧的泵板。
32、等。说明性RCP 32被固定到上容器部段6上使得上容器部段6、RCP 32和(如之前所提到的那样)蒸汽发生器24可以作为一单元提起(同样，在分离了将上容器部段 6 固定到中凸缘 10 上的螺栓或其它紧固件之后 )。0027 图 1 的说明性 RCP 32 是示例。更一般而言，RCP 能安装于其它位置。参看，例如图 6 和图 7( 在本文中其它地方讨论 )，图 6 和图 7 示出了靠近中凸缘 10 定位的 RCP。0028 继续参考图1并且进一步参考图2至图5，进一步描述核反应堆的“上部堆内构件”部段。上部堆内构件包括控制棒驱动机构 (CRDM) 单元 40 和引导框架 42，控制棒驱动机构40。
33、 对控制棒到反应堆堆芯 30 内的插入进行控制，引导框架 42 引导控制棒到反应堆堆芯 30内。引导框架 42 位于反应堆堆芯 30 正上方以便竖直地引导控制棒进出反应堆堆芯 30 ；因此，引导框架 42 位于中心立管内侧。说明性一体式 PWR 采用内部 CRDM 单元 40，内部 CRDM单元 40 位于压力容器内侧并且也位于中心立管内侧以接合控制棒组件。说明性 CRDM 单元40 安置于圆柱形压力容器内侧在反应堆堆芯 30 上方并且在下容器部段 8 中。在上容器部段 6 与 CRDM 单元 40 之间并无竖直重叠，并且在蒸汽发生器 24 与 CRDM 单元 40 之间并无竖直重叠。利用这种。
34、构造，CRDM 单元 40 完全在下压力容器 8 内侧并且因此 CRDM 单元 40 并说 明 书CN 104488035 A5/7 页9不阻碍提起上容器部段 6 和其固定的蒸汽发生器 24。换言之，上容器部段 6 和蒸汽发生器24 无需竖直提起以避让 CRDM 单元 40。0029 此外，特别地参考图 2 至图 5，上部堆内构件被设计成从中凸缘 10 悬挂。以此方式，中凸缘10可以从下容器部段8提出(在移除了上容器部段6之后)，保持立管过渡部段16 连接和下部堆内构件从中凸缘 10 悬挂 ( 特别地参看图 4 和图 5)。这个组件可以作为一单元从下容器部段 8 提出并且在侧向移动到位于安全壳。
35、内侧的上部堆内构件舱以进行检查或维护。上部堆内构件从中凸缘 10 置顶悬挂提供了不易于倾斜的稳定支承。以此方式提出上部堆内构件也提供了从上方到反应堆堆芯 30 的无阻碍接近以进行再加燃料、燃料检查或维护。0030 为此目的，立管过渡部段 16 以固定方式连接到中凸缘 10 以提供用于悬挂的上部堆内构件的锚固件。在说明性实施例中，通过将角撑板 20 的上端焊接到中凸缘 10 的内径并将角撑板 20 的下端焊接到立管过渡部段 16 来将立管过渡部段 16 焊接到中凸缘 10 上。CRDM 支承板 44 和下吊板 46 由拉杆 48、50 从立管过渡部段 16 悬挂。在图示构造中，拉杆48 具有与 。
36、CRDM 支承板 44 连接的下端和与立管过渡部段 16 连接的上端使得 CRDM 支承板44 经由立管过渡部段 16 和角撑板 20 从中凸缘 10 间接地悬挂。然后下拉杆 50 从 CRDM 支承板 44 悬挂下吊板 46。在这种方案中，立管过渡部段 16 为承重构件，其支承 CRDM 支承板44 和下吊板 46。0031 替代地，拉杆 48 的上端可以焊接到或以其它方式直接连接到角撑板 20，其中拉杆穿过立管过渡部段 16 中的槽或孔。为了防止来自热支路和冷支路的主冷却剂混合，在立管过渡部段 16 中的槽或孔合适地是闭合的，例如由还将立管过渡部段 16 固定到角撑板 20 上的焊件闭合。。
37、在此方案中，立管过渡部段 16 并非承重构件。0032 在另一变型中，拉杆48和下拉杆50可以被构造为连续整体式拉杆，连续整体式拉杆下端与下吊板46连接并且其上端与立管过渡部段16连接或者与角撑板20直接连接。在这种变型中，CRDM 支承板 44 在沿着拉杆长度的指定位置与连续整体式拉杆连接，即在拉杆上端与下端之间的指定位置。0033 在又一设想到的变型中，拉杆 48( 或替代地如先前所描述的连续整体式拉杆 ) 的上端与中凸缘 10 直接连接。在此情况下，拉杆相对于竖直成微小角度以便适应比中心立管的内径更大的中凸缘 10 的内径。在此实施例中，立管过渡部段并非承重构件，而是具有槽或孔供拉杆穿过。
38、。0034 简要地参考图 2，CRDM 单元 40 各包括 CRDM 马达 52、支架 54 和闩锁机构 56。在图2 中，以“分解”图示出了单个 CRDM 单元 40ex，即，从总组件移除以便示出 CRDM 马达 52、支架 54 和闩锁机构 56。CRDM 支架 56 安装到 CRDM 支承板 44 上以支承 CRDM 单元，其中 CRDM马达 52 位于指定高度。CRDM 马达 52 通过操作直接或间接地升降连接杆 58，连接杆 58 经由三脚架附连到一组控制棒 ( 控制棒和三脚架未图示 )。连接杆、三脚架和控制棒组的组件有时被称作控制棒组件 (CRA)。在正常操作中，CRDM 马达 5。
39、2 升降 CRA 以将构成的控制棒插入于反应堆堆芯 30 或者从反应堆堆芯 30 抽出。在 SCRAM 的情况下，闩锁机构 56 释放连接杆 58 以允许 CRA 在重力下朝向反应堆堆芯 30 降落以便将控制棒快速完全插入于反应堆堆芯 30 内。图 2 的 CRDM 单元 40ex与在 Stambaugh 等人美国公开第 2011/0222640 A1 号、Desantis美国公开第2011/0222640 A1号和Stambaugh等人WO 2010/144563 A1中每一个说 明 书CN 104488035 A6/7 页10公开的实施例相符，这些专利中的每一个以全文引用的方式并入到本文中。
40、。在这些实施例中，CRDM 马达 52 在导螺杆上操作并且控制棒的上端由闩锁机构 56 电气或液压地与导螺杆闩锁在一起。在 SCRAM 中，闩锁机构 56 将包括连接杆 58 但并不包括导螺杆的 CRA 释放到SCRAM。CRDM 单元 40ex可选地被更常规的 CRDM 单元替换，其中，省略了闩锁并且 SCRAM 通过打开与导螺杆连接的 CRDM 马达的可分离的滚子螺母而启动，使得 CRA 和导螺杆 SCRAM 一起或者由采用棘轮机构的 CRDM 单元来升高 / 降低 CRA。0035 在这些情况中的任何情况下，应意识到当控制棒完全抽出时，连接杆也将在远高于 CRDM 马达延伸并且 CRDM。
41、 单元应在 CRDM 马达上方具有充分高度来适应这点。在这些公开的方案中，CRDM 支承板 44 在中凸缘 10 下方一定距离 D( 仅在图 3 中标记 ) 处悬挂，距离D 足以使得包括闩锁钩 56( 或者在其它 CRDM 单元实施例中，包括用于连接杆 / 导螺杆的上外壳或支承件 ) 的 CRDM 单元 40 的顶部位于中凸缘 10 下方，即，使得 CRDM 单元 40 完全安置于下容器部段 8 中。CRDM 单元 40 并不具有与上容器部段 6 的竖直重叠并且并不具有与蒸气发生器 24 的竖直重叠。0036 角撑板 20 支承上部堆内构件的重量 ( 除了在其中拉杆直接与中凸缘连接的设想到的变。
42、型中 )。角撑板 20 也基本上为刚性部件，其将立管过渡部段 16 定位于压力容器内侧。在启动反应堆时温度斜坡上升期间，并且在容器打开之前随后温度斜坡降低期间，各个部件经历显著的温度瞬态并且如果使用不同材料，可能经历某些热膨胀差异。说明性角撑板 20 有利地被成形为通过向下成角度使得立管过渡部段 16 安置于中凸缘 10 下方而帮助适应热膨胀差异。这允许适应在竖直方向和侧向方向中分布的任何热膨胀差异。0037 如已经公开的那样，所公开的构造有利地允许作为在中凸缘 10 下方悬挂的一单元移除上部堆内构件。为了进一步便于这种模块式并且易于移除上部堆内构件，在某些实施例中，能量递送布线也整合到这个组。
43、件内。为此目的，能量递送布线可以包括穿过中凸缘10 的电气馈通 60 和从电气馈通 60 延伸到 CRDM 单元 40 以将电力传导至 CRDM 单元 40 的矿物绝缘 (MI) 缆线 62。作为补充或作为替代，某些或全部馈通 60 可以是穿过中凸缘 10 的液压馈通，并且缆线 62 可以相对应地为从液压馈通 60 延伸到 CRDM 单元 40 以向 CRDM 单元 40传导液压动力的液压缆线。( 应当指出的是，能量递送布线部件 60、62 仅在图 2 和图 3 中标记 )。可选地，额外布线 64( 仅在图 3 中标记 ) 可以延伸到反应堆堆芯 30 以与堆芯内传感器 ( 未图示 ) 连接。M。
44、I 或液压缆线 62 相对刚性并且合适地固定到中凸缘 / 上部堆内构件组件的结构元件以便使得缆线 62 可以与该组件一起提出而不使缆线与 CRDM 单元 40 或中凸缘馈通 60 断开连接。例如，缆线可以被固定到立管过渡部段 16 和 / 或拉杆 48 和 / 或CRDM 支承板 44。在某些实施例中，沿着 CRDM 支承板 44 伸展的 MI 和 / 或液压缆线 62 的部分嵌入于或固定到 CRDM 支承板 44 上使得 CRDM 支承板 44 为能量分配板以在侧向分配电力和 / 或液压动力到由板 44 所支承的 CRDM 单元 40。设想到同样使用下吊板 46 以在侧向分布与构成反应堆堆芯 30 的燃料组件阵列的堆芯内传感器连接的 MI 缆线。0038 参考图 4 和图 5，示出了上部堆内构件被移除。图 4 示出了下容器部段 8 和中凸缘10。在移除了上容器部段 6 之后保留中凸缘 10。图 5 示出了中凸缘 10 竖直上升以将悬挂的上部堆内构件 ( 即，分别由 CRDM 支承板 44 和下吊板 46 支承的 CRDM 单元 48 和引导框架50) 从下容器部段 8 提出。然后能使提升的组件在侧向移动 ( 未图示 ) 以提供经由在下容器部段 8 顶部处暴露的较大开口 66 到反应堆堆芯 30 从顶部的通路。说 明 书CN 104488035 A。